题目内容
【题目】请根据所学知识,回答下列问题:
某学习小组用如下图所示装置A、B分别探究金属锌与稀硫酸的反应,实验过程中A烧杯内的溶液温度升高,B烧杯的电流计指针发生偏转,请回答以下问题。
(1)B中Zn板是_________极,发生的电极反应是_________________,Cu板上的现象是___________;
(2)从能量转化的角度来看, A中是将化学能转变为_________,B中主要是将化学能转变为_________;
(3)该小组同学反思原电池的原理,其中观点正确的是_________;
A.原电池反应的过程中一定有电子转移
B.电极一定不能参加反应
C.原电池装置中的电子流向:负极→外线路→正极→电解质→负极
D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
(4)在B中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是_________。
A.锌片溶解32.5g B.锌片增重32.5g
C.铜片上析出2gH2 D.铜片上析出1mol H2
【答案】负 Zn-2e-═Zn2+ 有无色气体产生 热能 电能 AD A
【解析】
(1)锌-铜-稀硫酸原电池中,活泼金属锌作负极,锌失电子发生氧化反应,氢离子在正极铜上得电子发生还原反应;
(2)A烧杯中温度升高,该反应是放热反应;原电池将化学能转化成电能;
(3)根据原电池原理分析判断;
(4)锌-铜-稀硫酸组成的原电池反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑,根据转移的电子借助于方程式分析计算。
(1)锌-铜-稀硫酸原电池中,活泼金属锌作负极,电极反应为Zn-2e-═Zn2+,氢离子在正极铜上得电子产生氢气,所以Cu板上的现象是有无色气体产生,故答案为:负;Zn-2e-═Zn2+;有无色气体产生;
(2)实验过程中A烧杯中温度升高,说明该反应是放热反应,所以反应物总能量大于生成物总能量,反应中将化学能转化成热能;原电池是将化学能转化成电能,故答案为:热能;电能;
(3)A.原电池要有自发进行的氧化还原反应发生,一定有电子的转移,故A正确;B.活泼金属作负极,负极本身可以失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,一般负极溶解,正极质量增重或析出气体,故B错误;C.电子不能通过电解质溶液,故C错误;D.负极发生氧化反应,正极发生还原反应,原电池将氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生,故D正确;故答案为:AD;
(4)该原电池放电时,负极上锌失电子发生氧化反应,正极上氢离子得电子发生还原反应,所以电池反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑。
设当导线中有1mol电子通过时,理论上负极锌片溶解x,铜片上析出氢气y。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑ 转移电子
65g 1mol 2mol
x y 1mol
则==,解得:x=32.5g,y=0.5mol。
故锌溶解了32.5g,而不是增重,故A正确、B错误;
铜片上生成了0.5mol氢气,质量为1g,故C、D错误;
答案选A。